JP2012053954A - Manufacturing method of magnetic recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、パターンド媒体などの磁気記録媒体の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a magnetic recording medium such as a patterned medium.
近年、ハードディスクといった記録媒体における記憶容量の飛躍的な増大が望まれている。その要望にこたえるべく、高い記憶容量を有する磁気記録媒体の開発が進められている。 In recent years, a dramatic increase in storage capacity in a recording medium such as a hard disk has been desired. In order to meet the demand, development of a magnetic recording medium having a high storage capacity is underway.
現行のハードディスクに用いられている磁気記録媒体では、磁性体微粒子の多結晶体を含む薄膜の一定の領域を1ビットとして記録している。記録媒体の記録容量を上げるためには記録密度を増加させなければならない。すなわち、1ビットあたりの記録に使用できる記録マークサイズを小さくしなければならない。しかし、単純に記録マークサイズを小さくすると、磁性体微粒子の形状に依存するノイズの影響が無視できなくなる。ノイズを低減するために磁性体微粒子の粒子サイズを小さくすると、熱揺らぎのために常温で記録を保持することができなくなる。 In a magnetic recording medium used for a current hard disk, a certain area of a thin film containing a polycrystalline body of magnetic fine particles is recorded as one bit. In order to increase the recording capacity of the recording medium, the recording density must be increased. That is, the recording mark size that can be used for recording per bit must be reduced. However, if the recording mark size is simply reduced, the influence of noise depending on the shape of the magnetic fine particles cannot be ignored. If the particle size of the magnetic fine particles is reduced in order to reduce noise, recording cannot be maintained at room temperature due to thermal fluctuation.
これらの問題を回避するため、予め記録材料を非記録材料によって分断し、単一の磁性ドットを単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンド媒体(BPM)が提案されている。 In order to avoid these problems, a bit patterned medium (BPM) has been proposed in which a recording material is divided in advance by a non-recording material and recording / reproduction is performed using a single magnetic dot as a single recording cell.
また、HDDに組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果の低減は重要な技術課題である。この問題に対して、磁気記録層を加工して記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体(DTR媒体)が提案されている。DTR媒体では、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できる。そのため、DTR媒体は高記録密度を提供しうる磁気記録媒体として期待されている。なお、パターンド媒体を広い意味で用いる場合、ビットパターンド媒体やDTR媒体を含むものとする。 Further, in the magnetic recording medium incorporated in the HDD, a problem that the improvement of the track density is hindered due to the interference between adjacent tracks has become apparent. In particular, reduction of the fringe effect of the recording head magnetic field is an important technical issue. In order to solve this problem, a discrete track type patterned medium (DTR medium) that processes a magnetic recording layer to physically separate recording tracks has been proposed. With a DTR medium, it is possible to reduce a side erase phenomenon in which information on an adjacent track is erased during recording, a side read phenomenon in which information on an adjacent track is read out during reproduction, and the like. Therefore, the DTR medium is expected as a magnetic recording medium that can provide a high recording density. When a patterned medium is used in a broad sense, it includes a bit patterned medium and a DTR medium.
パターンド媒体を製造する方法として、磁気記録層の磁性を失活することにより、磁気記録層に磁性領域と非磁性領域とのパターンを形成する技術が存在する。この技術では、優れたパターンを有した磁気記録媒体を得るために、目的とする領域に対して正確に且つ均一に磁性を失活することが重要となる。 As a method for manufacturing a patterned medium, there is a technique for forming a pattern of a magnetic region and a nonmagnetic region in a magnetic recording layer by deactivating the magnetism of the magnetic recording layer. In this technique, in order to obtain a magnetic recording medium having an excellent pattern, it is important to deactivate magnetism accurately and uniformly in a target region.
本発明の目的は、優れたパターンを有した磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium having an excellent pattern.
実施形態によれば、磁気記録層上に凹凸パターンを有するマスクを形成し、前記マスクの凹部に対応する前記磁気記録層の領域の磁性を失活することを含むパターンド媒体の製造方法であって、前記磁気記録層の上部に設けた注入深度調節層を介したイオンビームの照射によって、前記磁気記録層の磁性を失活することを含み、磁性の失活の進行に伴って、前記注入深度調節層の膜厚が減少し、イオンビーム侵入深さが深くなるパターンド媒体の製造方法が提供される。 According to the embodiment, there is provided a method of manufacturing a patterned medium including forming a mask having a concavo-convex pattern on a magnetic recording layer and deactivating magnetism in a region of the magnetic recording layer corresponding to a concave portion of the mask. Including deactivating the magnetism of the magnetic recording layer by irradiation of an ion beam through an implantation depth adjusting layer provided on the magnetic recording layer, and the implantation proceeds as the deactivation of the magnetism progresses. Provided is a method of manufacturing a patterned medium in which the depth adjustment layer thickness is reduced and the ion beam penetration depth is increased.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[磁気記録媒体]
図1に、実施形態に係る磁気記録媒体の一例であるディスクリートトラック媒体(DTR媒体)の周方向に沿う平面図を示す。図1に示すように、磁気記録媒体100の周方向に沿って、サーボ領域210と、データ領域220が交互に形成されている。サーボ領域210には、プリアンブル部211、アドレス部212、バースト部213が含まれる。データ領域220には隣接するトラック同士が互いに分離されたディスクリートトラック221が含まれる。
[Magnetic recording medium]
FIG. 1 is a plan view along the circumferential direction of a discrete track medium (DTR medium) which is an example of a magnetic recording medium according to the embodiment. As shown in FIG. 1,
図2に、実施形態に係る磁気記録媒体の他の例であるビットパターンド媒体の周方向に沿う平面図を示す。この磁気記録媒体100では、データ領域220に磁性ドット222が形成されている。
FIG. 2 is a plan view along the circumferential direction of a bit patterned medium which is another example of the magnetic recording medium according to the embodiment. In the
[製造方法]
(第1の実施形態)
図3(a)〜(h)を参照して、第1の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。
[Production method]
(First embodiment)
A method for manufacturing a magnetic recording medium according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図3(a)に示すように、ガラス基板1上に、磁気記録層2、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)層3、第1のハードマスク4、第2のハードマスク5、第3のハードマスク6およびレジスト7を積層させる。例えば、ガラス基板1上に、厚さ40nmの軟磁性層(CoZrNb)(図示せず)、厚さ20nmの配向制御用下地層(Ru)(図示せず)および厚さ20nmの磁気記録層2(CoCrPt−SiO2)、厚さ2nmのDLC層3、厚さ30nmの第1のハードマスク(Mo)4、厚さ30nmの第2のハードマスク(C)5、厚さ3nmの第3のハードマスク(Si)6を成膜する。第3のハードマスク6上に、厚さ80nmになるようにレジスト7をスピンコートする。レジストには、例えば、一般的なフォトレジストを用いる。一方、例えば図1または2に示すパターンに対応する所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用意する。スタンパは、EB描画、Ni電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパを、その凹凸面がレジスト7に対向するように配置する。
As shown in FIG. 3A, a
図3(b)に示すように、レジスト7に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト7に転写する。その後、スタンパを取り外す。図3(b)には、インプリントの後にスタンパを取り外した状態が示される。レジスト7に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残っている。
As shown in FIG. 3B, a stamper is imprinted on the
図3(c)に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第3のハードマスク6の表面を露出させる。この工程は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を60秒として行われる。
As shown in FIG. 3C, the resist residue in the recesses is removed by dry etching, and the surface of the third
図3(d)に示すように、パターン化されたレジスト7をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第3のハードマスク6にパターンを転写し、凹部で第2のハードマスク5を露出させる。この工程は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行われる。
As shown in FIG. 3D, using the patterned resist 7 as a mask, the pattern is transferred to the third
図3(e)に示すように、パターン化された第3のハードマスク6をマスクとして、Cから成る第2のハードマスク5をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第1のハードマスク4の表面を露出させる。例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を30秒として行われる。
As shown in FIG. 3E, using the patterned third
図3(f)に示すように、Moから成る第1のハードマスク4およびDLC層3を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させる。これにより、磁気記録層2に非磁性領域8が形成される。磁性の失活は、例えば、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、分圧比1:3のHeとN2との混合ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間60秒にて行われる。
As shown in FIG. 3 (f), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図3(g)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去する。この工程は、例えば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行われる。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離する。
As shown in FIG. 3G, the remaining first hard mask (Mo) 4 is removed together with the upper layer. This step is performed, for example, by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図3(h)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体が得られる。 As shown in FIG. 3H, a patterned medium is obtained by forming the protective layer 11 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant.
第1の実施形態に係る製造方法では、第1のハードマスク4がイオンビームの注入深度を調節するための注入深度調節層として機能する。注入深度調節層としての第1のハードマスク4は、図3(a)の各層を積層する段階において成膜される。
In the manufacturing method according to the first embodiment, the first
(従来の製造方法との差異)
図4から6を用いて、実施形態に係る製造方法と従来の製造方法との差異を説明する。
(Difference from conventional manufacturing method)
Differences between the manufacturing method according to the embodiment and the conventional manufacturing method will be described with reference to FIGS.
図4および5には従来の製造方法が示され、図6には実施形態に係る製造方法が示される。従来の製造方法では、図4に示されるように、例えば異なるエネルギーを有する複数のイオンビーム(AからC)によって、マスク10を介して磁気記録層2を失活する。この方法では、イオンビームを比較的高いエネルギーにて照射することでマスク10のエッチングを生じさせることなく、磁気記録層2の失活が行われる。これによって形成される非磁性領域8は、複数のイオンビームを用いたことに起因して、横方向に広がって失活される。あるいは、図5に示されるように、マスクを介さずに磁気記録層2の失活が行われる。この場合、比較的低いエネルギーのイオンビームが用いられ、失活の進行とともに磁気記録層2の一部が除去され、結果として表面に凹凸が発生した媒体が形成される。
4 and 5 show a conventional manufacturing method, and FIG. 6 shows a manufacturing method according to the embodiment. In the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 4, the
実施形態に係る製造方法では、図6に示されるように、注入深度調節層9(図中、マスク10内に含まれる)を介して磁気記録層2に対してイオンビームを照射し、マスク10の膜厚を減少させながら磁性を失活する。これによって、非磁性領域8の横方向への広がりおよび媒体表面の凹凸の発生を防ぐ、または最小限に抑えることができる。
In the manufacturing method according to the embodiment, as shown in FIG. 6, the ion beam is irradiated onto the
図7から9を用いてより詳細に説明する。図7は、従来のイオン注入を示す断面図およびサイドへの広がりを示す図である。図8は、実施形態に係るイオン注入を示す断面図およびサイドへの広がりを示す図である。図9は、イオンビームにおける深さ方向に対するイオンの分布を示す図である。 This will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional ion implantation and a diagram showing the spread to the side. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating ion implantation according to the embodiment and a diagram illustrating a spread to the side. FIG. 9 is a diagram showing ion distribution in the depth direction in the ion beam.
一般に、磁性の失活のためにイオンビーム照射する場合、図9に示されるような深さ方向のイオンの分布が生じる。図9では、横軸に深さ、縦軸に特定の深さにおけるイオンの量が示される。図9に示されるように、注入されるイオンの量は全ての深さにわたって一定ではなく、ある一定の深さにおいてイオンの量がピークを有した分布となっている。そのため、単に単一のイオンビームを磁気記録層に照射した場合、深さ方向のイオン分布に応じて、失活が十分な部分と不十分な部分とが生じてしまう。 In general, when ion beam irradiation is performed for deactivation of magnetism, a distribution of ions in the depth direction as shown in FIG. 9 occurs. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the depth, and the vertical axis indicates the amount of ions at a specific depth. As shown in FIG. 9, the amount of ions to be implanted is not constant over the entire depth, but has a distribution in which the amount of ions has a peak at a certain depth. For this reason, when the magnetic recording layer is simply irradiated with a single ion beam, a portion where the deactivation is sufficient and a portion where the deactivation is insufficient are generated according to the ion distribution in the depth direction.
従来の製造方法では、このような不均一な失活を避けるため、図7(a)に示されるように、価数の異なる複数種のイオンビームまたは異なるエネルギーを有する複数のイオンビームを使用する。すなわち、互いにピークがずれた複数のイオンビームを使用して、イオン量を補い合って均一に磁性を失活しようしている。しかしながら、図7(b)に示されるように、これらの複数のイオンビームは横方向への広がりが互いに異なり、その結果、マスク10における凹部の形状よりも広く非磁性領域8が形成されてしまい、フリンジ特性が悪化する。
In the conventional manufacturing method, in order to avoid such inhomogeneous deactivation, as shown in FIG. 7A, a plurality of types of ion beams having different valences or a plurality of ion beams having different energies are used. . That is, a plurality of ion beams whose peaks are shifted from each other are used to supplement the amount of ions to uniformly deactivate magnetism. However, as shown in FIG. 7B, the plurality of ion beams have different lateral spreads, and as a result, the
これに対し、実施形態に係る製造方法では、失活に伴って減少する注入深度調節層9を介して磁気記録層2を失活する。この様な構成とすることで、磁気記録層2表面の凹凸の形成を防ぐことができる。さらに、単一のイオンビームを用いる場合であっても、深さ方向に均一に磁性失活することが可能となる。これは、注入深度調節層9の膜厚の減少とともにイオンビームによるイオンの分布が下方へスライドし、磁気記録層2の深さ方向の全ての部位をイオンビームのピークが通過するためである。また、単一のイオンビームを使用することから、注入エネルギーを低く抑えることもでき、横方向への広がりを抑えて磁性を失活することも可能となる(図8a)。
On the other hand, in the manufacturing method according to the embodiment, the
(イオンビーム侵入深さ)
実施形態において「イオンビーム侵入深さ」とは、図9を用いて次の通り定義される。すなわち、「イオンビーム侵入深さ」とは、失活開始時の注入深度調節層9の表面(A)から、ある時点でのイオンの分布の先端までの距離(C)である。また、失活開始時の注入深度調節層9の表面(A)から、ある時点でのイオン量のピークまでの距離(B)を、「イオン侵入ピーク」と定義する。これらについては、TRIM等のシミュレーションによって求めることができる。また、実際にどの程度イオンが侵入しているかについては、断面TEM−EELS、TEM−EDXマッピング等の手法によって測定できる。イオンビームは、基本的に重元素または高密度の膜を透過する際には減衰し、軽元素または低密度の膜を透過する際には変化が少ない。したがって、磁気記録層9の失活においては、「イオンビーム侵入深さ」または「イオン侵入ピーク」を検討することが重要となる。
(Ion beam penetration depth)
In the embodiment, the “ion beam penetration depth” is defined as follows using FIG. 9. That is, the “ion beam penetration depth” is the distance (C) from the surface (A) of the implantation
実施形態において、好ましくは、失活完了時のイオンビーム侵入深さが磁気記録層2より下に位置する。失活完了時において、イオンビームが磁気記録層2全体に到達することによって、磁気記録層2が不足なく失活される。また、好ましくは、失活開始時のイオンビーム侵入深さが磁気記録層2内に位置する。照射開始の時点で、イオンビームのピークが磁気記録層2より下にある場合、磁気記録層2の表面側で十分な失活を期待できない場合があるが、失活開始時のイオンビーム侵入深さが磁気記録層2内に位置することで十分な磁性の失活を行うことができる。さらに好ましくは、失活開始時のイオンビーム侵入深さが磁気記録層2より上に位置する。これにより、イオンビームのピークが磁気記録層2の浅い領域を通過することが保証され、十分な失活を行うことができる。
In the embodiment, preferably, the ion beam penetration depth when deactivation is completed is positioned below the
(第2の実施形態)
図10(a)〜(j)を参照して、第2の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。
(Second Embodiment)
A method of manufacturing a magnetic recording medium according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図10(a)に示すように、ガラス基板1上に、厚さ40nmの軟磁性層(CoZrNb)(図示せず)、厚さ20nmの配向制御用下地層(Ru)(図示せず)および厚さ20nmの磁気記録層2(CoCrPt−SiO2)、厚さ2nmのDLC層3、厚さ3nmの第1のハードマスク(Mo)4、厚さ20nmの第2のハードマスク(C)5、厚さ3nmの第3のハードマスク(Si)6を成膜する。第3のハードマスク6上に、厚さ80nmになるようにレジスト7をスピンコートする。レジスト7には、例えば、一般的なフォトレジストを用いる。一方、例えば図1または2に示すパターンに対応する所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用意する。スタンパは、EB描画、Ni電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパを、その凹凸面がレジスト7に対向するように配置する。
As shown in FIG. 10A, on a
図10(b)に示すように、レジスト7に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト7に転写する。その後、スタンパを取り外す。図10(b)には、インプリントの後にスタンパを取り外した状態が示される。レジスト7に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残っている。 As shown in FIG. 10B, a stamper is imprinted on the resist 7, and the uneven pattern of the stamper is transferred to the resist 7. Then remove the stamper. FIG. 10B shows a state in which the stamper is removed after imprinting. Resist residue remains on the bottom of the concave portion of the concave-convex pattern transferred to the resist 7.
図10(c)に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第3のハードマスク6の表面を露出させる。この工程は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を60秒として行われる。
As shown in FIG. 10C, the resist residue in the recesses is removed by dry etching, and the surface of the third
図10(d)に示すように、パターン化されたレジスト7をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第3のハードマスク6にパターンを転写し、凹部で第2のハードマスク5を露出させる。この工程は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行われる。
As shown in FIG. 10D, the patterned resist 7 is used as a mask, the pattern is transferred to the third
図10(e)に示すように、パターン化された第3のハードマスク6をマスクとして、Cから成る第2のハードマスク5をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第1のハードマスク4の表面を露出させる。例えば誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行われる。
As shown in FIG. 10E, using the patterned third
図10(f)に示すように、第2のハードマスク5まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9を成膜する。例えば、厚さ30nmのCrを成膜する。
As shown in FIG. 10F, the implantation
図10(g)に示すように、Crから成る注入深度調節層9、Moから成る第1のハードマスク4およびDLC層3を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させる。これにより、磁気記録層2に非磁性領域8が形成される。この磁性の失活は、例えば、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、分圧比1:1のHeとN2との混合ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間100秒にて行われる。
As shown in FIG. 10G, the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図10(h)に示すように、残存している注入深度調節層9を除去する。この工程は、例えばRIE装置により、プロセスガスとしてCl2を使用し、チャンバー圧を1Pa、パワーを400Wとし、エッチング時間20秒として行われる。
As shown in FIG. 10 (h), the remaining implantation
図10(i)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去する。この工程は、例えば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行う。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離する。さらに、H2プラズマによって表面を洗浄する。
As shown in FIG. 10I, the remaining first hard mask (Mo) 4 is removed together with the upper layer. This step is performed, for example, by immersing the medium in hydrogen peroxide solution and holding it for 1 minute. As a result, the first
図10(j)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体が得られる。 As shown in FIG. 10 (j), a patterned medium is obtained by forming the protective layer 11 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant.
第2の実施形態に係る製造方法では、第1のハードマスク4とは独立して注入深度調節層9を設ける。そのため、第1のハードマスク4を薄く成膜することができる。注入深度調節層9は、図10(f)に示されるように、マスクに対して凹凸パターンを形成した後に成膜される。
In the manufacturing method according to the second embodiment, the implantation
(第3の実施形態)
図11(a)〜(k)を参照して、第3の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。ただし、図11(a)〜(e)の工程は第2の実施形態の図10(a)〜(e)の工程と同様に行うことができるため、説明を省略する。
(Third embodiment)
A method for manufacturing a magnetic recording medium according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. However, since the steps of FIGS. 11A to 11E can be performed in the same manner as the steps of FIGS. 10A to 10E of the second embodiment, description thereof will be omitted.
図11(f)に示すように、パターン化された第2のハードマスク5をマスクとして、Moから成る第1のハードマスク4をエッチングしてパターンを転写し、凹部でDLC層3の表面を露出させる。この処理は、例えば、イオンミリング装置により、プロセスガスとしてArを使用し、チャンバー圧を0.05Paとし、加速電圧400V、処理時間10秒にて行われる。
As shown in FIG. 11F, using the patterned second hard mask 5 as a mask, the first
図11(g)に示すように、パターン化された第1のハードマスク4をマスクとして、DLC層3をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層2の表面を露出させる。この処理は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行われる。
As shown in FIG. 11G, using the patterned first
図11(h)に示すように、DLC層3まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9を成膜する。例えば、厚さ30nmのWを成膜する。
As shown in FIG. 11 (h), the implantation
図11(i)に示すように、Wから成る注入深度調節層9を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させる。この工程は、例えば、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、N2ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間50秒にて行われる。この処理により、注入深度調節層9の膜厚は例えば30nmから2nmへと減少する。
As shown in FIG. 11 (i), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図11(j)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去する。この工程は、例えば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行う。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離し、磁気記録層2の非磁性領域8上には注入深度調節層9が、磁性が維持される領域上にはDLC層3がそれぞれ残る。この残留するDLC層3の膜厚は例えば3nmとなり、注入深度調節層9の膜厚は例えば2nmとなり、生じる凹凸差は1nmとなる。
As shown in FIG. 11J, the remaining first hard mask (Mo) 4 is removed together with the upper layer. This step is performed, for example, by immersing the medium in hydrogen peroxide solution and holding it for 1 minute. As a result, the first
図11(k)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体が得られる。 As shown in FIG. 11 (k), a patterned medium is obtained by forming a protective layer 11 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant.
第3の実施形態に係る製造方法では、第1のハードマスク4とは独立して注入深度調節層9を設ける。そのため、第1のハードマスク4を薄く成膜することができる。注入深度調節層9は、図11(h)に示されるように、マスクに対して凹凸パターンを形成した後に成膜される。
In the manufacturing method according to the third embodiment, the implantation
(第4の実施形態)
図12(a)〜(k)を参照して、第4の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。ただし、図12(a)〜(e)の工程は第2の実施形態の図10(a)〜(e)の工程と同様に行うことができるため、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A method for manufacturing a magnetic recording medium according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. However, since the steps of FIGS. 12A to 12E can be performed in the same manner as the steps of FIGS. 10A to 10E of the second embodiment, description thereof will be omitted.
図12(f)に示すように、パターン化された第2のハードマスク5をマスクとして、Moから成る第1のハードマスク4をエッチングしてパターンを転写し、凹部でDLC層3の表面を露出させる。この工程は、例えば、イオンミリング装置により、プロセスガスとしてArを使用し、チャンバー圧を0.05Paとし、加速電圧400V、処理時間10秒にて行われる。
As shown in FIG. 12 (f), using the patterned second hard mask 5 as a mask, the first
図12(g)に示すように、パターン化された第1のハードマスク4をマスクとして、DLC層3をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層2の表面を露出させる。この処理は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行われる。
As shown in FIG. 12G, using the patterned first
図12(h)に示すように、DLC層3まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9を成膜する。例えば、厚さ25nmのWを成膜する。
As shown in FIG. 12 (h), the implantation
図12(i)に示すように、Wから成る注入深度調節層9を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させる。この工程は、例えば、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、N2ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間50秒にて行われる。この処理により、注入深度調節層9が全てエッチングされ、磁気記録層2の凹部表面も例えば3nmエッチングされる。
As shown in FIG. 12 (i), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図12(j)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去する。この工程は、例えば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行う。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離し、磁気記録層2の磁性が維持される領域上にはDLC層3が残る。この残留するDLC層3の膜厚は例えば3nmとなり、一方、非磁性領域8の表面は3nmエッチングされているため、生じる凹凸差は6nmとなる。
As shown in FIG. 12J, the remaining first hard mask (Mo) 4 is removed together with the upper layer. This step is performed, for example, by immersing the medium in hydrogen peroxide solution and holding it for 1 minute. As a result, the first
図12(k)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体が得られる。 As shown in FIG. 12 (k), a patterned medium is obtained by forming a protective layer 11 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant.
第4の実施形態に係る製造方法では、第1のハードマスク4とは独立して注入深度調節層9を設ける。そのため、第1のハードマスク4を薄く成膜することができる。注入深度調節層9は、図12(h)に示されるように、マスクに対して凹凸パターンを形成した後に成膜される。また、第3の実施形態と比較して、注入深度調節層9を薄く成膜することで、図12(i)に示すように、失活の際に注入深度調節層9が全て消失する。
In the manufacturing method according to the fourth embodiment, the implantation
なお、製造した磁気記録媒体において、各種の膜の厚さおよび凹凸の深さは、例えばAFM(atomic force microscope)、断面TEM(transmission electron microscopy)などを用いて容易に測定することができる。また、メタルマスク種およびその組成比については、EDX(energy dispersive X-ray spectroscopy)分析を行なうことで容易に測定できる。加工完成後媒体をXPS(X-ray photoelectron spectroscopy)分析し、媒体内の残留ガスを分析することで、イオンビームエッチングで用いたエッチングガス種とその効果を調査することが可能である。エッジラフネスについては、AFMまたは平面SEM(scanning electron microscopy)を用いて画像解析により測定が可能である。 In the manufactured magnetic recording medium, the thickness of various films and the depth of the unevenness can be easily measured using, for example, AFM (atomic force microscope), cross-sectional TEM (transmission electron microscopy), or the like. Further, the metal mask type and the composition ratio thereof can be easily measured by performing EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy) analysis. By analyzing the medium after completion of processing by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) and analyzing the residual gas in the medium, it is possible to investigate the type of etching gas used in ion beam etching and its effect. The edge roughness can be measured by image analysis using AFM or planar SEM (scanning electron microscopy).
[材料の詳細]
以下に、実施形態に係るパターンド媒体の製造方法にて使用できる材料について説明する。
[Details of materials]
Below, the material which can be used with the manufacturing method of the patterned medium which concerns on embodiment is demonstrated.
(注入深度調節層)
注入深度調節層9は、イオンビーム照射によるイオンの侵入深さの調節のために設けられる。失活の進行に伴って注入深度調節層9の膜厚が減少することで、イオンビーム侵入深さが深くなっていく。
(Injection depth adjustment layer)
The implantation
注入深度調節層9として、レジスト材料、種々の無機物および金属並びにそれらの化合物を用いることができる。レジスト材料を用いる場合、一般的な光硬化レジスト、熱硬化レジスト、SOG(Spin−On−Glass)等を使用することができる。レジスト材料を成膜後、スタンパをインプリントしてできるインプリント残渣をそのまま注入深度調節層として使用することもできる。一方、各マスクのパターン形成後に、蒸着等によってレジスト材料を成膜することもできる。非金属の無機物を用いる場合、C、CxNy(y≦x)、Si、SiO2、SixNy(y≦4x/3)、SixCy(y≦25x)などを用いることができる。金属を用いる場合、Ag、Au、Cu、Pd、Pt、Ru等の貴金属、およびAl、Cr、Hf、Mo、Nb、Ta、Ti、V、W、Zr等の化合物を作り易い金属を使用することができる。プロセス中に化合物を作り易い材料は、一般的にエッチングレートが遅い。エッチングレートの遅い注入深度調節層9は、十分な量のイオンを注入することができ、好適である。また、貴金属は注入イオン種と反応生成物を作りにくいため、イオンが注入深度調節層9中でトラップされず、注入され易いという利点がある。
As the implantation
第1のハードマスク4を、注入深度調節層9として使用することもできる。この場合、注入深度調節層9は、各層の成膜時(例えば図3aの工程)に第1のハードマスク4として成膜される。
The first
注入深度調節層9を剥離層として使用することもできる。例えば、Mo、Cr等のような酸によって容易に溶解される金属は、失活の工程で注入深度の調節のために使用した後、そのまま剥離のために使用することができる。また、Ti、Taはフッ酸で除去することができる。注入深度調節層9としてレジスト材料を使用する場合、レジスト剥離液で除去することができる。また、複数種の注入深度調節層9を重ねて成膜してもよい。例えば、前述したエッチングレートの遅いTa等の注入深度調節層を媒体表面側に、Moのような剥離が容易な注入深度調節層を基板側に設けることで、イオンの十分な注入と弱酸による剥離を実現することができる。
The injection
注入深度調節層9の初期膜厚は、その層がもつイオン遮蔽性に応じて決定することができる。例えば、イオン遮蔽性が高い材料を用いる場合、注入深度調節層9が薄くなるにつれてイオン侵入深さが深くなるため、注入深度調節層9は薄くてもかまわない。逆に、イオン遮蔽性が低い材料を用いる場合、注入深度調節層9がエッチングされるにつれ、注入深度調節層9の表面からのイオン侵入深さは浅くなることがある。その場合、注入深度調節層9は厚めに成膜する必要がある。イオン遮蔽性がいずれの場合であっても、注入深度調節層9の初期膜厚および注入深度調節層9のエッチングされる膜厚が薄すぎる場合、磁気記録層2の深さ方向の失活が不足するおそれが生じる。したがって、注入深度調節層9の初期膜厚およびエッチングされる膜厚は、イオン侵入深さに応じて適切に選択する必要がある。プロセスのロバスト性を保つ観点から、注入深度調節層9の膜厚は実際に必要な厚さよりも厚くてかまわない。第1のハードマスク4と注入深度調節層9とを兼ねた層を成膜する場合、その膜厚は例えば10から40nmとすることが好ましく、特に15〜30nmとすることが好ましい。一方、マスクの凹凸パターン形成後に注入深度調節層9を成膜する場合も同様である。成膜する厚さを調節することで、磁性失活によって注入深度調節層9を全て消失させるか、一部残すかを調節することができる。
The initial film thickness of the implantation
(レジスト)
レジスト7としては、UV硬化樹脂や、ノボラックを主成分とした一般的なレジスト7などを用いることができる。UV硬化樹脂を使用する場合は、スタンパ材は石英や樹脂などの光を透過させるものがよい。UV硬化樹脂に紫外線を照射することで硬化させることができる。紫外線の光源としては例えば高圧水銀ランプを用いればよい。ノボラックを主成分とした一般的なレジスト7を使用する場合は、スタンパにNi、石英、Si、SiCなどの材質を用いることができる。レジスト7は熱や圧力を加えることで硬化させることができる。
(Resist)
As the resist 7, a UV curable resin, a general resist 7 mainly composed of novolak, or the like can be used. When a UV curable resin is used, the stamper material is preferably a material that transmits light such as quartz or resin. It can be cured by irradiating UV curable resin with ultraviolet rays. For example, a high-pressure mercury lamp may be used as the ultraviolet light source. When a general resist 7 mainly composed of novolak is used, a material such as Ni, quartz, Si, or SiC can be used for the stamper. The resist 7 can be cured by applying heat or pressure.
(ハードマスク)
第1から第3のハードマスクは、注入深度調節層9と組成が異なるものを使用することが好ましい。組成が異なることで、それらの層のエッチングレートおよび遮蔽性に差が生じ、膜厚方向および膜内方向からの注入イオンの広がりが防止される。注入深度調節層9として例えばCr、Mo等の金属を使用する場合、レジストやCを主成分とする材料は選択比を大きく出来るため好ましい。逆に注入深度調節層9としてCを用いる場合、SiやTa、Tiなどを各ハードマスクとすることができる。しかしながら、第1のハードマスク4は、注入深度調節層9として設けることもできる。
(Hard mask)
As the first to third hard masks, those having a composition different from that of the implantation
第1のハードマスク4は、容易に薄利が可能な材料を使用することができる。例えば、磁気記録層の主成分よりも剥離液に対する反応性が高いものを使用できる。具体的には、Mo、Cr、Ta、V、Nb、Ta、Zr、Al等を使用することができる。第1のハードマスク4の膜厚は、注入深度調節層9として設ける場合には、10から40nmとすることが好ましく、特に20〜30nmとすることが好ましい。また、剥離層として設ける場合には、第1のハードマスク4の膜厚は、1から5nmとすることが好ましく、特に3nmとすることが好ましい。
The first
第2のハードマスク5としては、例えばカーボンを主成分とする材料、CN、BC等を使用することができる。特にカーボンを70%以上含有することが好ましい。第2のハードマスク5の膜厚は、15から100nmとすることが好ましく、特に20から50nmとすることが好ましい。 As the second hard mask 5, for example, a material mainly composed of carbon, CN, BC, or the like can be used. In particular, it is preferable to contain 70% or more of carbon. The thickness of the second hard mask 5 is preferably 15 to 100 nm, and more preferably 20 to 50 nm.
第3のハードマスク5としては、Si、Ti、Ta、W等を使用することができる。特にSiを使用することが好ましい。第3のハードマスク6の膜厚は、2から5nmとすることが好ましく、特に3nmとすることが好ましい。
As the third hard mask 5, Si, Ti, Ta, W, or the like can be used. In particular, it is preferable to use Si. The film thickness of the third
(ダイヤモンドライクカーボン層)
磁気記録層2の酸化を防止する層として、第1のハードマスク4と磁気記録層2との間にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層3を設けることができる。DLC層3はカーボンを主成分とする。DLC層3の厚さは1〜20nmとすることができる。
(Diamond-like carbon layer)
As a layer for preventing oxidation of the
(基板)
基板1としては、例えばガラス基板、Al系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するSi単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラスおよび結晶化ガラスが用いられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板1としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてNiP層が形成されたものを用いることもできる。また、基板上への薄膜の形成方法としては、スパッタリング法だけでなく、真空蒸着法または電解メッキ法などを使用して同様な効果を得ることができる。
(substrate)
As the
(軟磁性裏打ち層)
軟磁性裏打ち層(SUL)は、垂直磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性裏打ち層には、Fe、NiまたはCoを含む材料を用いることができる。このような材料として、FeCo系合金例えばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金例えばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系合金、FeSi系合金例えばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金例えばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金例えばFeZrNなどを挙げることができる。Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性裏打ち層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Co合金には80at%以上のCoが含まれることが好ましい。このようなCo合金は、スパッタ法により成膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、例えばCoZr、CoZrNbおよびCoZrTa系合金などを挙げることができる。
(Soft magnetic backing layer)
The soft magnetic underlayer (SUL) has a part of the function of the magnetic head for passing a recording magnetic field from a single pole head for magnetizing the perpendicular magnetic recording layer in the horizontal direction and returning it to the magnetic head side. The recording layer has a function of applying a steep and sufficient vertical magnetic field to improve the recording / reproducing efficiency. For the soft magnetic underlayer, a material containing Fe, Ni, or Co can be used. Examples of such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys, FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN. It is also possible to use a material having a fine structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like having a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix containing Fe of 60 at% or more. As another material of the soft magnetic backing layer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can also be used. The Co alloy preferably contains 80 at% or more of Co. In such a Co alloy, an amorphous layer is easily formed when the film is formed by sputtering. Since the amorphous soft magnetic material does not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, it exhibits very excellent soft magnetism and can reduce the noise of the medium. Examples of suitable amorphous soft magnetic materials include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa-based alloys.
軟磁性裏打ち層の下に、軟磁性裏打ち層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けてもよい。こうした下地層の材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。軟磁性裏打ち層と記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性裏打ち層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という2つの作用を有する。中間層の材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。 An underlayer may be further provided under the soft magnetic backing layer in order to improve the crystallinity of the soft magnetic backing layer or the adhesion to the substrate. As a material for such an underlayer, Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing these, or oxides or nitrides thereof can be used. An intermediate layer made of a nonmagnetic material may be provided between the soft magnetic backing layer and the recording layer. The intermediate layer has two functions of blocking the exchange coupling interaction between the soft magnetic backing layer and the recording layer and controlling the crystallinity of the recording layer. As the material for the intermediate layer, Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, alloys containing these, or oxides or nitrides thereof can be used.
スパイクノイズ防止のために軟磁性裏打ち層を複数の層に分け、0.5〜1.5nmのRuを挿入することで反強磁性結合させてもよい。また、CoCrPt、SmCo、FePtなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはIrMn、PtMnなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させてもよい。交換結合力を制御するために、Ru層の上下に磁性膜(例えばCo)または非磁性膜(例えばPt)を積層してもよい。 In order to prevent spike noise, the soft magnetic backing layer may be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by inserting Ru of 0.5 to 1.5 nm. Further, a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, or FePt, or a pinned layer made of an antiferromagnetic material such as IrMn or PtMn may be exchange-coupled with the soft magnetic layer. In order to control the exchange coupling force, a magnetic film (for example, Co) or a nonmagnetic film (for example, Pt) may be stacked on and under the Ru layer.
(磁気記録層)
垂直磁気記録層としては、Coを主成分とし、少なくともPtを含み、さらに酸化物を含む材料を用いることが好ましい。垂直磁気記録層は、必要に応じて、Crを含んでいてもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子(磁性を有した結晶粒子)が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比(SN比)を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。
(Magnetic recording layer)
As the perpendicular magnetic recording layer, it is preferable to use a material mainly containing Co, containing at least Pt, and further containing an oxide. The perpendicular magnetic recording layer may contain Cr as necessary. As the oxide, silicon oxide and titanium oxide are particularly preferable. In the perpendicular magnetic recording layer, magnetic particles (crystal grains having magnetism) are preferably dispersed in the layer. The magnetic particles preferably have a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically. By forming such a structure, the orientation and crystallinity of the magnetic particles in the perpendicular magnetic recording layer are improved, and as a result, a signal noise ratio (SN ratio) suitable for high density recording can be obtained. In order to obtain such a structure, the amount of oxide to be contained is important.
垂直磁気記録層の酸化物含有量は、Co、Cr、Ptの総量に対して、3mol%以上12mol%以下であることが好ましく、5mol%以上10mol%以下であることがより好ましい。垂直磁気記録層の酸化物含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁気記録層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を分離させ、微細化させることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号ノイズ比(SN比)が得られなくなるため好ましくない。 The oxide content of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 3 mol% or more and 12 mol% or less, and more preferably 5 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total amount of Co, Cr, and Pt. The above range is preferable as the oxide content of the perpendicular magnetic recording layer because, when the perpendicular magnetic recording layer is formed, oxide is deposited around the magnetic particles, and the magnetic particles can be separated and refined. It is. When the oxide content exceeds the above range, the oxide remains in the magnetic particles, and the orientation and crystallinity of the magnetic particles are impaired. This is not preferable because a columnar structure in which magnetic particles penetrate vertically through the perpendicular magnetic recording layer is not formed. When the oxide content is less than the above range, separation and refinement of magnetic particles are insufficient, resulting in increased noise during recording and reproduction, and a signal-to-noise ratio (SN ratio) suitable for high-density recording. Since it cannot be obtained, it is not preferable.
垂直磁気記録層のCr含有量は、0at%以上16at%以下であることが好ましく、10at%以上14at%以下であることがより好ましい。Cr含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Kuを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。Cr含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のKuが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。 The Cr content of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0 at% or more and 16 at% or less, and more preferably 10 at% or more and 14 at% or less. The above range is preferable as the Cr content because the uniaxial crystal magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic particles is not lowered too much, and high magnetization is maintained, resulting in recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and sufficient heat. This is because fluctuation characteristics can be obtained. When the Cr content exceeds the above range, Ku of the magnetic particles becomes small, so the thermal fluctuation characteristics deteriorate, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles deteriorate, resulting in poor recording / reproducing characteristics. Therefore, it is not preferable.
垂直磁気記録層のPt含有量は、10at%以上25at%以下であることが好ましい。Pt含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁性層に必要なKuが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Pt含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にfcc構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。Pt含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なKuが得られないため好ましくない。 The Pt content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 10 at% or more and 25 at% or less. The above range for the Pt content is preferable because Ku required for the perpendicular magnetic layer is obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are good. As a result, thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording, recording / reproduction This is because characteristics can be obtained. When the Pt content exceeds the above range, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic particles, and crystallinity and orientation may be impaired. When the Pt content is less than the above range, it is not preferable because sufficient Ku for thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording cannot be obtained.
垂直磁気記録層は、Co、Cr、Pt、酸化物のほかに、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reから選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進し、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、8at%以下であることが好ましい。8at%を超えた場合、磁性粒子中にhcp相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。 The perpendicular magnetic recording layer contains at least one element selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxide. Can do. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording. The total content of the above elements is preferably 8 at% or less. If it exceeds 8 at%, phases other than the hcp phase are formed in the magnetic particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic particles are disturbed, resulting in recording / reproduction characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording. Since it is not possible, it is not preferable.
垂直磁気記録層としては、CoPt系合金、CoCr系合金、CoPtCr系合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi、CoPtCrSi、ならびにPt、Pd、Rh、およびRuからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とCoとの多層構造、さらに、これらにCr、BおよびOを添加したCoCr/PtCr、CoB/PdB、CoO/RhOなどを使用することもできる。 The perpendicular magnetic recording layer is composed mainly of at least one selected from the group consisting of CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, CoPtCrSi, and Pt, Pd, Rh, and Ru. A multilayer structure of an alloy and Co, and CoCr / PtCr, CoB / PdB, CoO / RhO, etc., to which Cr, B, and O are added can also be used.
垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは5ないし60nm、より好ましくは10ないし40nmである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。垂直磁気記録層の厚さが5nm未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。垂直磁気記録層の厚さが40nmを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、237000A/m(3000Oe)以上とすることが好ましい。保磁力が237000A/m(3000Oe)未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、0.8以上であることが好ましい。垂直角型比が0.8未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。 The thickness of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 5 to 60 nm, more preferably 10 to 40 nm. Within this range, a magnetic recording / reproducing apparatus suitable for a higher recording density can be produced. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is less than 5 nm, the reproduction output tends to be too low and the noise component tends to be higher. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer exceeds 40 nm, the reproduction output tends to be too high and the waveform tends to be distorted. The coercive force of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior. The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.
(保護層)
保護層11は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護層11の材料としては、例えばC、SiO2、ZrO2を含むものが挙げられる。保護層11の厚さは1から10nmとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、sp2結合炭素(グラファイト)とsp3結合炭素(ダイヤモンド)に分類できる。耐久性、耐食性はsp3結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、sp2結合炭素とsp3結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。sp3結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン(DLC)と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護層として利用されている。CVD(chemical vapor deposition)法によるDLCの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってDLCを生成させるため、条件を合わせることで、よりsp3結合炭素に富んだDLCを形成することができる。
(Protective layer)
The protective layer 11 is provided for the purpose of preventing corrosion of the perpendicular magnetic recording layer and preventing damage to the medium surface when the magnetic head contacts the medium. Examples of the material of the protective layer 11 include those containing C, SiO 2 , and ZrO 2 . The thickness of the protective layer 11 is preferably 1 to 10 nm. Thereby, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high-density recording. Carbon can be classified into sp 2 bonded carbon (graphite) and sp 3 bonded carbon (diamond). Durability and corrosion resistance are superior to sp 3 -bonded carbon, but since it is crystalline, surface smoothness is inferior to graphite. Usually, the carbon film is formed by sputtering using a graphite target. In this method, amorphous carbon in which sp 2 bonded carbon and sp 3 bonded carbon are mixed is formed. The one with a large proportion of sp 3 bonded carbon is called diamond-like carbon (DLC), which has excellent durability and corrosion resistance, and is amorphous, and thus has excellent surface smoothness. Therefore, it is used as a surface protective layer for magnetic recording media. ing. In DLC film formation by CVD (chemical vapor deposition), the source gas is excited and decomposed in plasma to generate DLC by chemical reaction. Therefore, by combining the conditions, DLC richer in sp 3 bond carbon can be obtained. Can be formed.
[工程の詳細]
以下に、実施形態に係るパターンド媒体の製造方法に含まれる工程について説明する。
[Details of process]
Below, the process included in the manufacturing method of the patterned medium which concerns on embodiment is demonstrated.
(マスク成膜)
一般的な磁気記録媒体の磁気記録層の表層に、第1のハードマスク4、第2のハードマスク5、第3のハードマスク6の順に成膜する。これらはスパッタまたはCVDにより成膜することができる。
(Mask deposition)
A first
その後、さらにその上からレジスト7を形成する。媒体の表面に、スピンコート法、ディップ法、インクジェット法等で均一にレジストを塗布する。レジストには一般的な感光性樹脂や熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることが出来る。樹脂は酸素やフッ素を含むガスによるRIEでエッチングされるものが望ましい。 Thereafter, a resist 7 is further formed thereon. A resist is uniformly applied to the surface of the medium by a spin coat method, a dip method, an ink jet method or the like. As the resist, a general photosensitive resin, thermoplastic resin, or thermosetting resin can be used. The resin is preferably etched by RIE using a gas containing oxygen or fluorine.
(インプリント)
レジスト7を形成後、スタンパをインプリントして、凹凸パターンをレジスト7に転写する。インプリント用スタンパは、石英、樹脂、Si、Niなどの材料で作製されたものを用いる。石英や樹脂でできたスタンパを用いた際には、紫外光で硬化する感光性樹脂(フォトレジスト)が好適である。レジストが熱硬化性または熱可塑性樹脂であれば、インプリント時に熱または圧力を加えるため、スタンパはSi、Niのものが好適である。
(imprint)
After forming the resist 7, a stamper is imprinted to transfer the uneven pattern to the resist 7. The imprint stamper is made of a material such as quartz, resin, Si, or Ni. When a stamper made of quartz or resin is used, a photosensitive resin (photoresist) that is cured by ultraviolet light is suitable. If the resist is a thermosetting or thermoplastic resin, the stamper is preferably Si or Ni because heat or pressure is applied during imprinting.
例えば、記録トラックとサーボ情報のパターンが形成された樹脂スタンパを5tで60秒間プレスし、紫外光を10秒間照射することによって、レジストにそのパターンを転写する。プレスは、ダイセットの下板に、スタンパ、基板、スタンパを積層し、ダイセットの上板で挟む。基板には予め、両面にレジストが塗付されている。スタンパ及び基板は、スタンパの凹凸面と基板のレジスト膜側を対向させる。インプリントによって作製されたパターンの凹凸高さは30〜50nmであるため、その残渣は5〜20nm程度となる。スタンパにフッ素系の剥離材を塗布すれば、スタンパとレジストの良好な剥離ができる。 For example, a resin stamper on which a recording track and servo information pattern is formed is pressed at 5 t for 60 seconds, and irradiated with ultraviolet light for 10 seconds, whereby the pattern is transferred to the resist. In the press, a stamper, a substrate, and a stamper are stacked on a lower plate of a die set and sandwiched between upper plates of the die set. A resist is applied to both sides of the substrate in advance. The stamper and the substrate face the uneven surface of the stamper and the resist film side of the substrate. Since the unevenness height of the pattern produced by imprinting is 30 to 50 nm, the residue is about 5 to 20 nm. If a fluorine-based release material is applied to the stamper, the stamper and the resist can be peeled off satisfactorily.
(残渣除去)
RIE(反応性イオンエッチング)でインプリント後のレジスト残渣除去を行う。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマが生成可能なICP(Inductively Coupled Plasma)が好適であるが、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマや、一般的な並行平板型RIE装置を用いてもよい。レジストに感光性樹脂を用いた場合には、O2ガスまたはCF4ガス、O2とCF4との混合ガスを用いる。レジスト7にSi系の材料(例えば、SOG(Spin-On-Glass))を用いた場合には、CF4またはSF6等のフッ素ガスRIEを用いる。残渣除去はレジスト下の第3のハードマスク6が露出した段階で終了とする。
(Residue removal)
Resist residue removal after imprinting is performed by RIE (reactive ion etching). The plasma source is preferably ICP (Inductively Coupled Plasma) capable of generating high-density plasma at a low pressure, but ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma or a general parallel plate RIE apparatus may be used. When a photosensitive resin is used for the resist, O 2 gas or CF 4 gas, or a mixed gas of O 2 and CF 4 is used. When a Si-based material (for example, SOG (Spin-On-Glass)) is used for the resist 7, a fluorine gas RIE such as CF 4 or SF 6 is used. Residue removal ends when the third
(第3のハードマスクのパターニング)
インプリントおよびレジスト残渣除去の後、パターンが形成されたレジスト7をマスクとして、第3のハードマスク6をパターニングする。第3のハードマスク6のパターニングにはRIEを用いても良いし、その他のイオンビームエッチング装置を用いてもよい。第3のハードマスク6のパターニングは第2のハードマスク5の表面が露出した段階で終了とする。
(3rd hard mask patterning)
After imprinting and resist residue removal, the third
(第2のハードマスクのパターニング)
第3のハードマスク6のパターニングの後、第2のハードマスク5をパターニングする。第2のハードマスク5のパターニングには反応性ガスによるRIEを用いても良いし、希ガスによるイオンビームエッチング法を用いても良い。反応性ガスによるエッチングを行うのであれば、例えば、SF6、CF4、Cl2、HBrまたはこれらのガスにアシストとしてAr等の希ガスを加えたものが好適である。希ガスによるエッチングの場合はHe、Ne、Ar、Xe、Kr等のガスが好適である。また、希ガスにN2、O2などの反応性ガスを混合させることもできる。第2のハードマスク5のパターニングは第1のハードマスク4の表面が露出した段階で終了とする。
(Pattern of second hard mask)
After the patterning of the third
(磁気記録層の磁性失活)
磁気記録層2のパターニングにはイオンビーム照射による磁性失活法を用いる。磁性失活によって、磁気記録媒体のフリンジ特性が向上する。磁性失活とは、磁気記録層2のマスクから露出した領域の磁性を、マスクで覆われた領域の磁性と比較して弱める工程を指す。磁性を弱めるとは、軟磁性化させたり、非磁性化または反磁性化させたりすることを意味する。このような磁性の変化は、VSM(試料振動型磁力計)やKerr(磁気光学カー効果)測定装置によりHn、Hs、Hcなどの値を測定することで観測することができる。
(Demagnetization of magnetic recording layer)
For patterning the
イオンビームは一般的なイオン注入機、ECRイオンシャワー装置、走査型の収束イオンビーム装置、ガスクラスターイオンビーム装置などを用いて発生させることができる。イオン注入機であれば、大面積に対して高スループットでイオンビーム照射を行うことができるし、ECRイオンソースを用いれば、高電流密度で媒体1枚当たりのタクト時間を短縮できる。 The ion beam can be generated using a general ion implanter, an ECR ion shower device, a scanning focused ion beam device, a gas cluster ion beam device, or the like. With an ion implanter, ion beam irradiation can be performed on a large area with high throughput, and when an ECR ion source is used, the tact time per medium can be shortened with a high current density.
使用するイオン種は、He、Ne、Ar、Kr、Xeらの希ガスまたはN2、O2、H2などの反応性ガス、あるいはそれらの混合物が好ましい。希ガスを用いれば、磁気記録層をアモルファス化し、磁化の垂直配向を弱めることができる。N2、O2、H2などの反応性ガスを用いれば、記録層の磁性元素と反応し、あるいは格子間に侵入し、磁化を減らすことができる。また、反応性ガスと希ガスとを混合すれば、より高い反応性が得られ、失活のタクト時間を短縮できる。 The ion species to be used is preferably a rare gas such as He, Ne, Ar, Kr, or Xe, a reactive gas such as N 2 , O 2 , or H 2 , or a mixture thereof. If a rare gas is used, the magnetic recording layer can be made amorphous and the perpendicular orientation of magnetization can be weakened. If a reactive gas such as N 2 , O 2 , or H 2 is used, it can react with the magnetic element of the recording layer or enter between the lattices, thereby reducing the magnetization. Further, if reactive gas and rare gas are mixed, higher reactivity can be obtained, and the deactivation tact time can be shortened.
イオンビーム照射において、注入されるイオンの量は、注入するイオンのエネルギーおよび被注入材料に依存する幅を持ったガウス分布に従う。実施形態に係るパターンド媒体のような数10nm程度の薄い記録層への注入には、比較的低いエネルギーのイオンビームが好ましい。好ましくは100keV以下で、より好ましくは50keV以下である。 In ion beam irradiation, the amount of ions to be implanted follows a Gaussian distribution having a width that depends on the energy of the ions to be implanted and the material to be implanted. For implantation into a thin recording layer of about several tens of nanometers such as the patterned medium according to the embodiment, a relatively low energy ion beam is preferable. Preferably it is 100 keV or less, More preferably, it is 50 keV or less.
(第1のハードマスクの剥離)
磁気記録層のパターニングの後、第1のハードマスク4の剥離を行う。第1のハードマスク4の上に残る第2のハードマスク5、第3のハードマスク6等は、第1のハードマスク4と共に剥離される。剥離の手法は、第1のハードマスク4として使用する材料に応じて適宜選択することができる。例えば、ウェットプロセス、反応性イオンエッチング、イオンビームエッチング等を行うことができる。
(Removal of the first hard mask)
After the patterning of the magnetic recording layer, the first
ウェットプロセスの場合、水、酸、アルカリ等を剥離液として用いることができる。剥離層としての第1のハードマスク4と磁気記録層2との間にDLCなどからなる保護層を設けることで、磁気記録層へダメージを与えずにマスクの剥離を行うことができる。剥離液は、第1のハードマスク4の材料に応じて適宜選択されるが、例えば高温の水、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液を使用することができる。具体的には、過酸化水素水、塩酸、硝酸、フッ酸、スルファミン酸、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等の種々の酸、アルカリを使用することができる。剥離後、剥離液が残らないように、磁気記録媒体を水あるいは溶媒にて洗浄することが好ましい。
In the case of a wet process, water, acid, alkali, or the like can be used as a stripping solution. By providing a protective layer made of DLC or the like between the first
(保護層形成および後処理)
カーボンから成る保護層11は、凹凸へのカバレッジをよくするためにCVD法で成膜することが望ましいが、スパッタ法または真空蒸着法により成膜してもよい。CVD法によれば、sp3結合炭素を多く含むDLC膜が形成される。膜厚は2nm以下だとカバレッジが悪くなり、10nm以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってSNRが低下するので好ましくない。保護層11上に潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
(Protective layer formation and post-treatment)
The protective layer 11 made of carbon is preferably formed by a CVD method in order to improve the coverage to unevenness, but may be formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method. According to the CVD method, a DLC film containing a large amount of sp 3 bonded carbon is formed. If the film thickness is 2 nm or less, the coverage is poor, and if it is 10 nm or more, the magnetic spacing between the recording / reproducing head and the medium increases and the SNR decreases, which is not preferable. A lubricant can be applied on the protective layer 11. As the lubricant, for example, perfluoropolyether, fluorinated alcohol, fluorinated carboxylic acid, or the like can be used.
(注入深度調節層の成膜)
マスクの凹凸パターン形成後に、注入深度調節層9を成膜することができる。例えば、第2の実施形態に係る製造方法では、第2のハードマスク5のパターニング後に注入深度調節層9の成膜が行われる。また、第3および4の実施形態に係る製造方法では、DLC層3のパターニング後に注入深度調節層9の成膜が行われる。成膜の方法は、使用する材料に応じて適宜選択することができる。例えば、スパッタリング、蒸着等によって行うことができる。注入深度調節層9の成膜の後に、磁気記録層2の失活が行われる。
(Formation of implantation depth control layer)
After the formation of the concavo-convex pattern of the mask, the implantation
(第1のハードマスクのパターニング)
第2のハードマスク5のパターニング後に、第1のハードマスク4のパターニングを行うことができる。特に、第3および第4の実施形態に係る製造方法において行われる。第1のハードマスク4のパターニングには、反応性ガスによるRIEを用いても良いし、希ガスによるイオンビームエッチング法を用いても良い。第1のハードマスク4のパターニングはDLC層3の表面が露出した段階で終了とする。
(Pattern of the first hard mask)
After the patterning of the second hard mask 5, the first
(ダイヤモンドライクカーボン層のパターニング)
第1のハードマスク4のパターニング後に、DLC層3のパターニングを行うことができる。特に、第3および第4の実施形態に係る製造方法において行われる。DLC層3のパターニングには、反応性ガスによるRIEを用いても良いし、希ガスによるイオンビームエッチング法を用いても良い。DLC層3のパターニングは磁気記録層2の表面が露出した段階で終了とする。
(Patterning of diamond-like carbon layer)
After the patterning of the first
[磁気記録装置]
次に、実施形態に係る磁気記録装置(HDD)について説明する。図13は、実施形態によって製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置を示す斜視図である。
[Magnetic recording device]
Next, a magnetic recording device (HDD) according to the embodiment will be described. FIG. 13 is a perspective view showing a magnetic recording apparatus on which the magnetic recording medium manufactured according to the embodiment is mounted.
図13に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置150は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。パターンド媒体100は、スピンドルモータ140に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Aの方向に回転する。磁気記録装置150は、複数のパターンド媒体100を備えたものでもよい。
As shown in FIG. 13, the
パターンド媒体100に対して情報の記録再生を行うヘッドスライダー130は、薄膜状のサスペンション154の先端に取り付けられている。ヘッドスライダー130の先端付近には磁気ヘッドが設けられている。パターンド媒体100が回転すると、サスペンション154による押付け圧力とヘッドスライダー130の媒体対向面(ABS)で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダー130の媒体対向面は、パターンド媒体100の表面から所定の浮上量をもって保持される。
A
サスペンション154は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム160の一端に接続されている。アクチュエータアーム160の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ156が設けられている。ボイスコイルモータ156は、アクチュエータアーム160のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。アクチュエータアーム160は、ピボット157の上下2箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ156により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気ヘッドをパターンド媒体100の任意の位置にアクセスできる。
The
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
[実施例1]
図3に示す方法によって磁気記録媒体を製造した。さらに、その性能を評価した。
[Example 1]
A magnetic recording medium was manufactured by the method shown in FIG. Furthermore, the performance was evaluated.
図3(a)に示すように、ガラス基板1上に、厚さ40nmの軟磁性層(CoZrNb)(図示せず)、厚さ20nmの配向制御用下地層(Ru)(図示せず)および厚さ20nmの磁気記録層2(CoCrPt−SiO2)、厚さ2nmのDLC保護膜3、厚さ30nmの第1のハードマスク(Mo)4、厚さ30nmの第2のハードマスク(C)5、厚さ3nmの第3のハードマスク(Si)6を成膜した。第3のハードマスク6上に、厚さ80nmになるようにレジスト7をスピンコートした。スタンパを、その凹凸面がレジスト7に対向するように配置した。
As shown in FIG. 3A, on a
図3(b)に示すように、レジスト7に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト7に転写した。その後、スタンパを取り外した。レジスト7に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残った。 As shown in FIG. 3B, a stamper was imprinted on the resist 7, and the uneven pattern of the stamper was transferred to the resist 7. Thereafter, the stamper was removed. Resist residue remained on the bottom of the concave portion of the concave-convex pattern transferred to the resist 7.
図3(c)に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第3のハードマスク6の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を60秒として行った。
As shown in FIG. 3C, the resist residue in the recesses was removed by dry etching, and the surface of the third
図3(d)に示すように、パターン化されたレジスト7をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第3のハードマスク6にパターンを転写し、凹部で第2のハードマスク5を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 3D, the patterned resist 7 is used as a mask, the pattern is transferred to the third
図3(e)に示すように、パターン化された第3のハードマスク6をマスクとして、Cから成る第2のハードマスク5をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第1のハードマスク4の表面を露出させた。誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を30秒として行った。
As shown in FIG. 3E, using the patterned third
図3(f)に示すように、Moから成る第1のハードマスク4およびDLC層3を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させた。これにより、磁気記録層2に非磁性領域8が形成された。磁性の失活は、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、分圧比1:3のHeとN2との混合ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間60秒にて行った。
As shown in FIG. 3 (f), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図3(g)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去した。この工程は、過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行った。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離した。
As shown in FIG. 3G, the remaining first hard mask (Mo) 4 was removed together with the upper layer. This step was performed by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図3(h)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。 As shown in FIG. 3H, a protective layer 11 was formed by CVD (chemical vapor deposition), and a lubricant was applied to obtain a patterned medium.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。 The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem.
[実施例2]
図10に示す方法によって磁気記録媒体を製造した。さらに、その性能を評価した。
[Example 2]
A magnetic recording medium was manufactured by the method shown in FIG. Furthermore, the performance was evaluated.
図10(a)に示すように、ガラス基板1上に、厚さ40nmの軟磁性層(CoZrNb)(図示せず)、厚さ20nmの配向制御用下地層(Ru)(図示せず)および厚さ20nmの磁気記録層2(CoCrPt−SiO2)、厚さ2nmのDLC層3、厚さ3nmの第1のハードマスク(Mo)4、厚さ20nmの第2のハードマスク(C)5、厚さ3nmの第3のハードマスク(Si)6を成膜した。第3のハードマスク6上に、厚さ80nmになるようにレジスト7をスピンコートした。スタンパを、その凹凸面がレジスト7に対向するように配置した。
As shown in FIG. 10A, on a
図10(b)に示すように、レジスト7に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト7に転写した。その後、スタンパを取り外した。レジスト7に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残った。 As shown in FIG. 10B, a stamper was imprinted on the resist 7, and the uneven pattern of the stamper was transferred to the resist 7. Thereafter, the stamper was removed. Resist residue remained on the bottom of the concave portion of the concave-convex pattern transferred to the resist 7.
図10(c)に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第3のハードマスク6の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を60秒として行った。
As shown in FIG. 10C, the resist residue in the recesses was removed by dry etching, and the surface of the third
図10(d)に示すように、パターン化されたレジスト7をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第3のハードマスク6にパターンを転写し、凹部で第2のハードマスク5を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 10D, the patterned resist 7 is used as a mask, the pattern is transferred to the third
図10(e)に示すように、パターン化された第3のハードマスク6をマスクとして、Cから成る第2のハードマスク5をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第1のハードマスク4の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 10E, using the patterned third
図10(f)に示すように、第2のハードマスク5まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9として厚さ30nmのCrを成膜した。
As shown in FIG. 10 (f), Cr having a thickness of 30 nm was formed as the implantation
図10(g)に示すように、Crから成る注入深度調節層9、Moから成る第1のハードマスク4およびDLC層3を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させた。これにより、磁気記録層2に非磁性領域8が形成された。この磁性の失活は、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、分圧比1:1のHeとN2との混合ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間100秒にて行った。
As shown in FIG. 10G, the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図10(h)に示すように、残存している注入深度調節層9を除去した。この工程は、RIE装置により、プロセスガスとしてCl2を使用し、チャンバー圧を1Pa、パワーを400Wとし、エッチング時間20秒として行った。
As shown in FIG. 10 (h), the remaining implantation
図10(i)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去した。この工程は、過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行った。これにより、第1のハードマスク4をDLC層3から剥離させた。さらに、H2プラズマによって表面を洗浄した。
As shown in FIG. 10 (i), the remaining first hard mask (Mo) 4 was removed together with the upper layer. This step was performed by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図10(j)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。 As shown in FIG. 10J, a protective layer 11 was formed by CVD (chemical vapor deposition), and a lubricant was applied to obtain a patterned medium.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。 The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem.
[実施例3]
図11に示す方法によって磁気記録媒体を製造した。さらに、その性能を評価した。
[Example 3]
A magnetic recording medium was manufactured by the method shown in FIG. Furthermore, the performance was evaluated.
図11(a)〜(e)に示すように、各層の成膜およびパターン形成を行った。これらの工程は、実施例2の図10(a)〜(e)に示される工程と同様に行った。 As shown in FIGS. 11A to 11E, each layer was formed and a pattern was formed. These steps were performed in the same manner as the steps shown in FIGS. 10A to 10E of Example 2.
図11(f)に示すように、パターン化された第2のハードマスク5をマスクとして、Moから成る第1のハードマスク4をエッチングしてパターンを転写し、凹部でDLC層3の表面を露出させた。この処理は、イオンミリング装置により、プロセスガスとはArを使用し、チャンバー圧を0.05Paとし、加速電圧400V、処理時間10秒にて行った。
As shown in FIG. 11F, using the patterned second hard mask 5 as a mask, the first
図11(g)に示すように、パターン化された第1のハードマスク4をマスクとして、DLC層3をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層2の表面を露出させた。この処理は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 11G, using the patterned first
図11(h)に示すように、DLC層3まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9として厚さ30nmのWを成膜した。
As shown in FIG. 11 (h), W having a thickness of 30 nm was formed as the implantation
図11(i)に示すように、Wから成る注入深度調節層9を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活した。この工程は、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、N2ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間50秒にて行った。この処理により、注入深度調節層9の膜厚は30nmから2nmへと減少した。
As shown in FIG. 11 (i), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図11(j)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去した。この工程は、過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行った。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離し、磁気記録層2の非磁性領域8上には注入深度調節層9が、磁性が維持される領域上にはDLC層3がそれぞれ残った。この残留するDLC層3の膜厚は3nm、注入深度調節層9の膜厚は2nmとなり、生じた凹凸差は1nmであった。
As shown in FIG. 11 (j), the remaining first hard mask (Mo) 4 was removed together with the upper layer. This step was performed by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図11(k)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。 As shown in FIG. 11 (k), a protective layer 11 was formed by CVD (chemical vapor deposition), and a lubricant was applied to obtain a patterned medium.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。 The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem.
[実施例4]
図12に示す方法によって磁気記録媒体を製造した。さらに、その性能を評価した。
[Example 4]
A magnetic recording medium was manufactured by the method shown in FIG. Furthermore, the performance was evaluated.
図12(a)〜(e)に示すように、各層の成膜およびパターン形成を行った。これらの工程は、実施例2の図10(a)〜(e)に示される工程と同様に行った。 As shown in FIGS. 12A to 12E, each layer was formed and a pattern was formed. These steps were performed in the same manner as the steps shown in FIGS. 10A to 10E of Example 2.
図12(f)に示すように、パターン化された第2のハードマスク5をマスクとして、Moから成る第1のハードマスク4をエッチングしてパターンを転写し、凹部でDLC層3の表面を露出させた。この工程は、イオンミリング装置により、プロセスガスとしてArを使用し、チャンバー圧を0.05Paとし、加速電圧400V、処理時間10秒にて行った。
As shown in FIG. 12 (f), using the patterned second hard mask 5 as a mask, the first
図12(g)に示すように、パターン化された第1のハードマスク4をマスクとして、DLC層3をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層2の表面を露出させた。この処理は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 12G, using the patterned first
図12(h)に示すように、DLC層3まで凹凸パターンを形成した媒体に対して、注入深度調節層9として厚さ25nmのWを成膜した。
As shown in FIG. 12 (h), W having a thickness of 25 nm was formed as the implantation
図12(i)に示すように、Wから成る注入深度調節層9を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活した。この工程は、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、N2ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間50秒にて行った。この処理により、注入深度調節層9が全てエッチングされ、磁気記録層2の凹部表面も3nmエッチングされた。
As shown in FIG. 12 (i), the magnetism of the region corresponding to the pattern concave portion of the
図12(j)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去した。この工程は、過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行った。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離し、磁気記録層2の磁性が維持される領域上にはDLC層3が残った。この残留するDLC層3の膜厚は3nmとなった。非磁性領域8表面は3nmエッチングされているため、生じた凹凸差は6nmとなった。
As shown in FIG. 12 (j), the remaining first hard mask (Mo) 4 was removed together with the upper layer. This step was performed by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図12(k)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。 As shown in FIG. 12 (k), a protective layer 11 was formed by CVD (chemical vapor deposition), and a lubricant was applied to obtain a patterned medium.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。 The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem.
[実施例5]
実施例1と同様の方法でDTR媒体を作製した。ただし、図3(a)の工程において、注入深度調節層を兼ねるMoから成る第1のハードマスク4の膜厚を5nm、10nm、20nm、30nmまたは40nmとし、図3(f)の工程において、第1のハードマスク4が1〜5nm残るようにエッチングを停止した。
[Example 5]
A DTR medium was produced in the same manner as in Example 1. However, in the process of FIG. 3A, the film thickness of the first
また、比較例1として、図3(e)の工程までは実施例1と同様に行った後、注入深度調節層を兼ねるMoから成る第1のハードマスク4およびDLC層3をエッチングし、実施例2と同様の磁性失活を行って媒体を作製した。
Further, as Comparative Example 1, the process up to the step of FIG. 3 (e) was performed in the same manner as in Example 1, and then the first
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行った。さらに、媒体の非磁性領域のMsをVSMにて測定した。結果を表1に示す。
エラー率ERの結果から、磁性失活の際に注入深度調節層を設けた媒体は、DTR媒体として優れた性能を示すことが確認された。また、Msの結果から、磁性失活の際に注入深度調節層を設けた媒体では比較例1と比較して、十分に磁性が失活されることがわかった。 From the result of the error rate ER, it was confirmed that the medium provided with the injection depth adjusting layer at the time of deactivation of the magnet exhibits excellent performance as a DTR medium. Further, from the result of Ms, it was found that the medium in which the injection depth adjusting layer was provided at the time of deactivation of the magnetism was sufficiently deactivated as compared with Comparative Example 1.
実施例2、3および4についても、注入深度調節層の厚さを変化させて媒体を作製し、比較例と比較した。その結果、実施例1の媒体と同様に、注入深度調節層を設けることで
磁性を十分に失活させることが可能となり、エラー率を低く抑えることができることがわかった。
Also in Examples 2, 3 and 4, media were manufactured by changing the thickness of the injection depth adjusting layer and compared with the comparative example. As a result, similarly to the medium of Example 1, it was found that providing the injection depth adjusting layer can sufficiently deactivate magnetism, and the error rate can be kept low.
[実施例6]
実施例1と同様の方法でDTR媒体を作製した。ただし、図3(f)の磁性失活の工程において、残留する注入深度調節層の膜厚が20nm、10nm、5nmまたは2nmとなるようにイオンビーム照射を停止した。
[Example 6]
A DTR medium was produced in the same manner as in Example 1. However, in the magnetic deactivation step of FIG. 3 (f), ion beam irradiation was stopped so that the film thickness of the remaining implantation depth adjusting layer was 20 nm, 10 nm, 5 nm, or 2 nm.
また、比較例2として、図3(f)の磁性失活の工程において、実施例2と同様のガスを使用し、エネルギーを30keVにてイオン注入を行ってDTR媒体を作製した。このような高いエネルギーのイオン注入を行う場合、注入深度調節層の膜厚は減少しない。 Further, as Comparative Example 2, a DTR medium was manufactured by performing ion implantation at the energy of 30 keV using the same gas as in Example 2 in the magnetic deactivation process of FIG. When such high energy ion implantation is performed, the thickness of the implantation depth adjusting layer does not decrease.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行った。さらに、媒体の非磁性領域のMsをVSMにて測定した。結果を表2に示す。
実施形態に係る媒体では、磁性が十分に失活し、良好なエラー率が得られた。これに対し、比較例2では、磁性は十分に失活しているものの、エラー率を測定することができなかった。ドライブから媒体を取り出して調査したところ、高エネルギーのイオン注入により、サイドにダメージが広がっていることが判明した。以上の結果より、注入深度調節層の膜厚を減少させながら低エネルギーによるイオンビームを照射することで、サイドへのダメージがなく媒体のパターニングが可能であることが示された。 In the medium according to the embodiment, the magnetism was sufficiently deactivated, and a good error rate was obtained. On the other hand, in Comparative Example 2, although the magnetism was sufficiently deactivated, the error rate could not be measured. When the media was removed from the drive and investigated, it was found that damage was spreading to the side due to high-energy ion implantation. From the above results, it was shown that by irradiating the ion beam with low energy while reducing the film thickness of the implantation depth adjustment layer, the medium can be patterned without damage to the side.
実施例2、3および4についても、注入深度調節層の減少量を変化させて媒体を作製し、比較例と比較した。その結果、実施例1の媒体と同様に、注入深度調節層の膜厚を減少させながら失活することで、サイドへのダメージが生じず、磁性が十分に失活され、レラー率を低く抑えることができることがわかった。 Also in Examples 2, 3 and 4, media were produced by changing the amount of decrease in the injection depth adjusting layer, and compared with the comparative example. As a result, similarly to the medium of Example 1, by deactivating while reducing the film thickness of the implantation depth adjusting layer, damage to the side does not occur, magnetism is sufficiently deactivated, and the Leller rate is kept low. I found out that I could do it.
[実施例7]
実施例1と同様の方法でDTR媒体を作製した。ただし、図3(a)の工程において、照射するイオンビームとしてHe、Ne、Ar、Kr、Xe、N2、O2、H2、He−N2の混合ガス、Ne−H2の混合ガスまたはAr−O2の混合ガスを用いた。さらに、照射エネルギーについてはサイドにダメージがないような条件へと変更した。比較例として比較例1を作製した。
[Example 7]
A DTR medium was produced in the same manner as in Example 1. However, in the step of FIG. 3A, as an ion beam to be irradiated, a mixed gas of He, Ne, Ar, Kr, Xe, N 2 , O 2 , H 2 , He—N 2, or a mixed gas of Ne—H 2 is used. Alternatively, a mixed gas of Ar—O 2 was used. Furthermore, the irradiation energy was changed to such a condition that there was no damage on the side. Comparative example 1 was produced as a comparative example.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行った。さらに、媒体の非磁性領域のMsをVSMにて測定した。結果を表3に示す。
実施形態に係る媒体は、磁性が十分に失活し、良好なエラー率が得られた。これに対し、比較例1では、非記録領域のMsを0まで下げることができず、エラー率が測定不可能であった。イオンビームにおいて種々のガスを使用した場合でも、実施形態に係る媒体は優れた性能を発揮することがわかった。 In the medium according to the embodiment, the magnetism was sufficiently deactivated, and a good error rate was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, Ms in the non-recording area could not be lowered to 0, and the error rate could not be measured. Even when various gases are used in the ion beam, it has been found that the medium according to the embodiment exhibits excellent performance.
実施例2、3および4についても、使用するガス種を変えて媒体を作製し、比較例と比較した。その結果、実施例1の媒体と同様に、種々のガスを使用した場合でも、優れた性能を発揮することがわかった。 Also in Examples 2, 3 and 4, media were produced by changing the type of gas used, and compared with the comparative example. As a result, similar to the medium of Example 1, it was found that excellent performance was exhibited even when various gases were used.
[実施例8]
実施例2と同様の方法でDTR媒体を作製した。ただし、図10(f)の工程で成膜する注入深度調節層の材料として、C、C0.9N0.1、Si、SiO2、Si3N4、Si5C19、Ag、Au、Cu、Pd、Pt、Ru、CoPt、CoCrPt,CoCrPt−SiO2、Al、Cr、Hf、Mo、Nb、Ta、Ti、V、WまたはZrを用いた。なお、注入深度調節層の剥離は、注入深度調節層として使用する材料に応じて表4に示されるように適宜選択した。さらに、比較例として比較例1を作製した。
[Example 8]
A DTR medium was produced in the same manner as in Example 2. However, as the material for the implantation depth adjusting layer formed in the step of FIG. 10 (f), C, C 0.9 N 0.1 , Si, SiO 2 , Si 3 N 4 , Si 5 C 19 , Ag, Au Cu, Pd, Pt, Ru, CoPt, CoCrPt, CoCrPt—SiO 2 , Al, Cr, Hf, Mo, Nb, Ta, Ti, V, W, or Zr were used. In addition, peeling of the injection depth adjusting layer was appropriately selected as shown in Table 4 according to the material used as the injection depth adjusting layer. Further, Comparative Example 1 was produced as a comparative example.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行った。さらに、媒体の非磁性領域のMsをVSMにて測定した。結果を表4に示す。
実施形態に係る媒体は、磁性が十分に失活し、良好なエラー率が得られた。これに対し、比較例1では、非記録領域のMsを0まで下げることができず、エラー率が測定不可能であった。注入深度調節層として種々の材料を使用した場合でも、実施形態に係る媒体は優れた性能を発揮することがわかった。 In the medium according to the embodiment, the magnetism was sufficiently deactivated, and a good error rate was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, Ms in the non-recording area could not be lowered to 0, and the error rate could not be measured. Even when various materials are used as the injection depth adjusting layer, it has been found that the medium according to the embodiment exhibits excellent performance.
実施例1、3および4についても、注入深度調節層として使用する材料を変えて媒体を作製し、比較例と比較した。その結果、実施例2の媒体と同様に、注入深度調節層として種々の材料を使用した場合でも、優れた性能を発揮することがわかった。 Also in Examples 1, 3 and 4, media were produced by changing the material used as the injection depth adjusting layer, and compared with the comparative example. As a result, similar to the medium of Example 2, it was found that excellent performance was exhibited even when various materials were used as the injection depth adjusting layer.
[実施例9]
実施例1と同様の方法によって磁気記録媒体を製造した。さらに、その性能を評価した。ただし、注入深度調節層および剥離層としての第1のハードマスク(Mo)4と第2のハードマスク(C)5との間に、第2の注入深度調節層としてTaを10nm積層した。さらに、Moの厚さを5nmへと薄膜化した。
[Example 9]
A magnetic recording medium was manufactured by the same method as in Example 1. Furthermore, the performance was evaluated. However, 10 nm of Ta was laminated as the second implantation depth adjustment layer between the first hard mask (Mo) 4 and the second hard mask (C) 5 as the implantation depth adjustment layer and the release layer. Furthermore, the thickness of Mo was reduced to 5 nm.
図3(a)に示すように、ガラス基板1上に、厚さ40nmの軟磁性層(CoZrNb)(図示せず)、厚さ20nmの配向制御用下地層(Ru)(図示せず)および厚さ20nmの磁気記録層2(CoCrPt−SiO2)、厚さ2nmのDLC保護膜3、厚さ5nmの第1のハードマスク(Mo)4、厚さ5nmの第2の注入深度調節層(Ta)(図示せず)、厚さ30nmの第2のハードマスク(C)5、厚さ3nmの第3のハードマスク(Si)6を成膜した。第3のハードマスク6上に、厚さ80nmになるようにレジスト7をスピンコートした。スタンパを、その凹凸面がレジスト7に対向するように配置した。
As shown in FIG. 3A, on a
図3(b)に示すように、レジスト7に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト7に転写した。その後、スタンパを取り外した。レジスト7に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残った。 As shown in FIG. 3B, a stamper was imprinted on the resist 7, and the uneven pattern of the stamper was transferred to the resist 7. Thereafter, the stamper was removed. Resist residue remained on the bottom of the concave portion of the concave-convex pattern transferred to the resist 7.
図3(c)に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第3のハードマスク6の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を60秒として行った。
As shown in FIG. 3C, the resist residue in the recesses was removed by dry etching, and the surface of the third
図3(d)に示すように、パターン化されたレジスト7をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第3のハードマスク6にパターンを転写し、凹部で第2のハードマスク5を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてCF4を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を20秒として行った。
As shown in FIG. 3D, the patterned resist 7 is used as a mask, the pattern is transferred to the third
図3(e)に示すように、パターン化された第3のハードマスク6をマスクとして、Cから成る第2のハードマスク5をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第1のハードマスク4の表面を露出させた。誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてO2を使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ100Wおよび50Wとし、エッチング時間を30秒として行った。
As shown in FIG. 3E, using the patterned third
図3(f)に示すように、Taから成る第2の失活深度調整層、Moから成る第1のハードマスク4およびDLC層3を介して、磁気記録層2のパターン凹部に対応する領域の磁性を失活させた。これにより、磁気記録層2に非磁性領域8が形成された。磁性の失活は、ECR(電子サイクロトロン共鳴)イオンガンによって、N2ガスを使用し、ガス圧0.04Pa、マイクロ波パワー1000W、加圧電圧5000V、処理時間60秒にて行った。この時、Taは全てエッチングされ消失した。
As shown in FIG. 3F, the region corresponding to the pattern concave portion of the
図3(g)に示すように、残存している第1のハードマスク(Mo)4を、その上の層ごと除去した。この工程は、過酸化水素水へ媒体を浸漬し、1分間保持することで行った。これにより、第1のハードマスク4がDLC層3から剥離した。
As shown in FIG. 3G, the remaining first hard mask (Mo) 4 was removed together with the upper layer. This step was performed by immersing the medium in aqueous hydrogen peroxide and holding it for 1 minute. As a result, the first
図3(h)に示すように、CVD(化学気相堆積)により保護層11を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。 As shown in FIG. 3H, a protective layer 11 was formed by CVD (chemical vapor deposition), and a lubricant was applied to obtain a patterned medium.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。以上のように、失活深度調整層をMoとTaの2層にしても、問題なく媒体が作製でき、ドライブ駆動可能であることが示された。 The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem. As described above, it has been shown that even when the deactivation depth adjusting layer is made of two layers of Mo and Ta, the medium can be produced without any problem and can be driven.
1…基板、2…磁気記録層、3…ダイヤモンドライクカーボン(DLC)層、4…第1のハードマスク、5…第2のハードマスク、6…第3のハードマスク、7…レジスト、8…非磁性領域、9…注入深度調節層、10…マスク、11…保護層、100…磁気記録媒体、130…ヘッドスライダー、140…スピンドルモータ、150…磁気記録装置、154…サスペンション、156…ボイスコイルモータ、157…ピボット、160…アクチュエータアーム、210…サーボ領域、211…プリアンブル部、212…アドレス部、213…バースト部、220…データ領域、221…ディスクリートトラック、222…磁性ドット。
DESCRIPTION OF
実施形態によれば、化学種の注入によって不活性化する材料を含む磁気記録層上に、前記化学種のイオンビーム照射によってエッチングされる材料を含む注入深度調節層を形成することと、前記注入深度調節層に前記イオンビームを照射して、前記注入深度調節層を介して前記磁気記録層の一部内に前記化学種を注入しながら、前記イオンビームによって前記注入深度調節層をエッチングして、前記注入深度調節層の厚さを減少させることとを含むパターンド媒体の製造方法が提供される。
According to the embodiment, an implantation depth adjusting layer including a material to be etched by ion beam irradiation of the chemical species is formed on the magnetic recording layer including a material to be inactivated by the implantation of the chemical species, and the implantation is performed. Irradiating the ion beam to the depth adjustment layer, and implanting the chemical species into a part of the magnetic recording layer through the implantation depth adjustment layer, etching the implantation depth adjustment layer by the ion beam, Reducing the thickness of the implantation depth adjustment layer is provided.
実施形態によれば、化学種の注入によって不活性化する材料を含む磁気記録層上に、前記化学種のイオンビーム照射によってエッチングされる材料であって、C x N y (y≦x)、Si、SiO 2 、Si x N y (y≦4x/3)、Si x C y (y≦25x)、Ag、Au、Cu、Pd、Pt、Ru、CoPt、CoCrPt、CoCrPt−SiO 2 、Al、Cr、Hf、Mo、Nb、Ta、Ti、V、WおよびZrから成る群から選択される少なくとも1つの材料を含む注入深度調節層を形成することと、前記注入深度調節層に前記イオンビームを照射して、前記注入深度調節層を介して前記磁気記録層の一部内に前記化学種を注入しながら、前記イオンビームによって前記注入深度調節層をエッチングして、前記注入深度調節層の厚さを減少させることとを含むパターンド媒体の製造方法が提供される。 According to the embodiment, a material that is etched by ion beam irradiation of the chemical species on the magnetic recording layer including a material that is inactivated by implantation of the chemical species , and C x N y (y ≦ x), Si, SiO 2 , Si x N y (y ≦ 4x / 3), Si x C y (y ≦ 25x), Ag, Au, Cu, Pd, Pt, Ru, CoPt, CoCrPt, CoCrPt—SiO 2 , Al, Forming an implantation depth adjusting layer including at least one material selected from the group consisting of Cr, Hf, Mo, Nb, Ta, Ti, V, W, and Zr; and applying the ion beam to the implantation depth adjusting layer. Irradiation and etching the implantation depth adjusting layer by the ion beam while implanting the chemical species into a part of the magnetic recording layer through the implantation depth adjusting layer, thereby adjusting the implantation depth. There is provided a method of manufacturing a patterned medium comprising reducing the thickness of the layer.
作製した媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なLand幅は54nm、Groove幅は16nm、実効記録ヘッド幅(MWW)は80nm、実効再生ヘッド幅(MRW)は50nmとし、1000回の隣接記録後にエラー率測定を行ったところ、エラー率が10の−5乗以下となり、DTR媒体として問題なく動作したことを確認した。以上のように、失活深度調整層をMoとTaの2層にしても、問題なく媒体が作製でき、ドライブ駆動可能であることが示された。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]
磁気記録層上に凹凸パターンを有するマスクを形成し、前記マスクの凹部に対応する前記磁気記録層の領域の磁性を失活することを含むパターンド媒体の製造方法であって、
前記磁気記録層の上部に設けた注入深度調節層を介したイオンビームの照射によって、前記磁気記録層の磁性を失活することを含み、
磁性の失活の進行に伴って、前記注入深度調節層の膜厚が減少し、イオンビーム侵入深さが深くなるパターンド媒体の製造方法。
[2]
失活完了時のイオンビーム侵入深さが前記磁気記録層より下に位置する[1]に記載の製造方法。
[3]
失活開始時のイオンビーム侵入深さが前記磁気記録層内に位置する[1]に記載の製造方法。
[4]
失活開始時のイオンビーム侵入深さが前記磁気記録層より上に位置する[1]に記載の製造方法。
[5]
前記注入深度調節層が失活によって消失する[1]に記載の製造方法。
[6]
前記注入深度調節層が失活後に残存し、残存した前記注入深度調節層を剥離することを含む[1]に記載の製造方法。
[7]
前記注入深度調節層を前記マスクの成膜時に成膜する[1]に記載の製造方法。
[8]
前記注入深度調節層を前記マスクの凹凸パターン形成後に成膜する[1]に記載の製造方法。
[9]
前記注入深度調節層と前記磁気記録層との間にダイヤモンドライクカーボン層を設ける[1]に記載の製造方法。
[10]
磁気記録層上に、ダイヤモンドライクカーボン層、剥離層を兼ねる前記注入深度調節層、マスク層およびレジストを順に成膜し、
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記注入深度調節層を剥離する
ことを含む[7]または[9]に記載の製造方法。
[11]
磁気記録層上に、ダイヤモンドライクカーボン層、剥離層、前記注入深度調節層、マスク層およびレジストを順に成膜し、
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記剥離層を剥離する
ことを含む[7]または[9]に記載の製造方法。
[12]
磁気記録層上に、ダイヤモンドライクカーボン層、剥離層、マスク層およびレジストを順に成膜し、
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記注入深度調節層を成膜し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記剥離層を剥離する
ことを含む[8]または[9]に記載の製造方法。
[13]
イオンビーム照射時の加速電圧がプロセス中で一定である[1]に記載の製造方法。
[14]
イオンビーム源がHe、Ne、Ar、Kr、Xe、N 2 、O 2 およびH 2 から成る群から選択されるガスまたはそれらの混合物である[1]に記載の製造方法。
[15]
前記注入深度調節層の組成が、C、C x N y (y≦x)、Si、SiO 2 、Si x N y (y≦4x/3)、Si x C y (y≦25x)、Ag、Au、Cu、Pd、Pt、Ru、CoPt、CoCrPt、CoCrPt−SiO 2 、Al、Cr、Hf、Mo、Nb、Ta、Ti、V、WおよびZrから成る群から選択される少なくとも1つの材料を主成分とする[1]に記載の製造方法。
[16]
[1]に記載の製造方法によって製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置。
The produced medium was mounted on a drive and a fringe test was performed. The magnetic Land width of the medium was 54 nm, the Groove width was 16 nm, the effective recording head width (MWW) was 80 nm, the effective reproducing head width (MRW) was 50 nm, and error rate measurement was performed after 1000 adjacent recordings. The error rate was 10 −5 or less, and it was confirmed that the DTR medium operated without any problem. As described above, it has been shown that even when the deactivation depth adjusting layer is made of two layers of Mo and Ta, the medium can be produced without any problem and can be driven.
The invention described in the original claims is appended below.
[1]
Forming a mask having a concavo-convex pattern on the magnetic recording layer, and deactivating magnetism in the region of the magnetic recording layer corresponding to the concave portion of the mask,
Including deactivating magnetism of the magnetic recording layer by irradiation of an ion beam through an implantation depth adjusting layer provided on the magnetic recording layer;
A method for producing a patterned medium in which the film thickness of the implantation depth adjusting layer decreases with the progress of deactivation of magnetism, and the ion beam penetration depth increases.
[2]
The manufacturing method according to [1], wherein an ion beam penetration depth upon completion of deactivation is located below the magnetic recording layer.
[3]
The manufacturing method according to [1], wherein an ion beam penetration depth at the start of deactivation is located in the magnetic recording layer.
[4]
The manufacturing method according to [1], wherein an ion beam penetration depth at the start of deactivation is located above the magnetic recording layer.
[5]
The production method according to [1], wherein the injection depth adjusting layer disappears due to deactivation.
[6]
The manufacturing method according to [1], wherein the injection depth adjusting layer remains after deactivation, and the remaining injection depth adjusting layer is peeled off.
[7]
The manufacturing method according to [1], wherein the implantation depth adjusting layer is formed when the mask is formed.
[8]
The manufacturing method according to [1], wherein the implantation depth adjusting layer is formed after the concave / convex pattern of the mask is formed.
[9]
The manufacturing method according to [1], wherein a diamond-like carbon layer is provided between the implantation depth adjusting layer and the magnetic recording layer.
[10]
On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, the implantation depth adjusting layer that also serves as a release layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed.
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
Peel off the injection depth adjusting layer
The production method according to [7] or [9].
[11]
On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, a release layer, the implantation depth adjusting layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed,
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
Peel off the release layer
The production method according to [7] or [9].
[12]
On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, a release layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed,
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Forming the injection depth adjusting layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
Peel off the release layer
The production method according to [8] or [9].
[13]
The production method according to [1], wherein the acceleration voltage during ion beam irradiation is constant during the process.
[14]
The production method according to [1], wherein the ion beam source is a gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, Kr, Xe, N 2 , O 2 and H 2 or a mixture thereof.
[15]
The composition of the implantation depth adjusting layer is C, C x N y (y ≦ x), Si, SiO 2 , Si x N y (y ≦ 4x / 3), Si x C y (y ≦ 25x), Ag, At least one material selected from the group consisting of Au, Cu, Pd, Pt, Ru, CoPt, CoCrPt, CoCrPt—SiO 2 , Al, Cr, Hf, Mo, Nb, Ta, Ti, V, W and Zr The production method according to [1], which comprises a main component.
[16]
A magnetic recording apparatus on which the magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method according to [1] is mounted.
Claims (16)
前記磁気記録層の上部に設けた注入深度調節層を介したイオンビームの照射によって、前記磁気記録層の磁性を失活することを含み、
磁性の失活の進行に伴って、前記注入深度調節層の膜厚が減少し、イオンビーム侵入深さが深くなるパターンド媒体の製造方法。 Forming a mask having a concavo-convex pattern on the magnetic recording layer, and deactivating magnetism in the region of the magnetic recording layer corresponding to the concave portion of the mask,
Including deactivating magnetism of the magnetic recording layer by irradiation of an ion beam through an implantation depth adjusting layer provided on the magnetic recording layer;
A method for producing a patterned medium in which the film thickness of the implantation depth adjusting layer decreases with the progress of deactivation of magnetism, and the ion beam penetration depth increases.
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記注入深度調節層を剥離する
ことを含む請求項7または9に記載の製造方法。 On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, the implantation depth adjusting layer that also serves as a release layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed.
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
The manufacturing method according to claim 7 or 9, comprising peeling the injection depth adjusting layer.
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記剥離層を剥離する
ことを含む請求項7または9に記載の製造方法。 On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, a release layer, the implantation depth adjusting layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed,
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
The manufacturing method of Claim 7 or 9 including peeling the said peeling layer.
前記マスク層に凹凸パターンを形成し、
前記注入深度調節層を成膜し、
前記マスク層をマスクとして前記磁気記録層の磁性を失活し、
前記剥離層を剥離する
ことを含む請求項8または9に記載の製造方法。 On the magnetic recording layer, a diamond-like carbon layer, a release layer, a mask layer, and a resist are sequentially formed,
Forming a concavo-convex pattern on the mask layer;
Forming the injection depth adjusting layer;
Deactivating magnetism of the magnetic recording layer using the mask layer as a mask,
The manufacturing method of Claim 8 or 9 including peeling the said peeling layer.
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